连续纤维增强热塑性树脂复合材料具有优越的机械性能以及良好的可设计性,在制造业领域的应用范围越来越广泛。3D打印具有不依赖于模具制造、成型自由等优点,将其应用于复合材料成型有望实现轻质复杂结构件的一体化成型。针对连续纤维复合材料3D打印技术,本文开展了对连续纤维复合材料3D打印装置和打印基础工艺的研究,设计了用于连续纤维复合材料的打印喷头,进行了连续纤维复合材料3D打印基础工艺实验,仿真分析了纤维打印路径对制件力学性能的影响,旨在提高3D打印复合材料制件的质量,对探索连续纤维复合材料3D打印的应用领域具有重要意义。首先,对连续纤维复合材料3D打印喷头进行了结构设计。根据熔融沉积成型工艺原理,设计了3D打印喷头。利用有限元分析软件,对其进行温度场仿真和流场仿真分析,依据仿真结果指导打印喷头结构形式改进和结构参数优化,对连续纤维复合材料3D打印过程进行了仿真分析,从理论上验证了连续纤维复合材料3D打印制造的可行性。其次,设计了连续纤维复合材料3D打印装置和连续纤维预浸装置。对打印装置的整体框架、运动机构和控制系统进行了设计与选型,并对安装调试后的连续纤维复合材料3D打印装置进行了打印基础工艺实验研究。实验结果显示,纤维在喷头内的浸渍效果差。在分析连续纤维与树脂基体浸渍机理的基础上,基于溶液浸渍的方法设计了连续纤维预浸装置。最后,对连续纤维复合材料3D打印制件进行了力学性能仿真。对单向打印的层合板和回形打印的层合板进行了静力学仿真和屈曲仿真分析,对比了两种打印路径对层合板力学性能的影响,结果表明以回形打印方式得到的层合板,其整体刚度优于单向打印层合板;依据连续纤维复合材料3D打印成型特点,针对连续纤维复合材料机翼结构设计了三种不同的打印路径,分别对应三种不同结构形式的机翼构件,比较了其在空气动力载荷和结构质量力分布载荷作用下的变形与应力,结果表明当纤维取向沿载荷方向设计得到的打印路径,其对应的机翼结构形式能够满足设计要求。